автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Устройства систем управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб

На правах рукописи

Зарецкая Маргарита Игоревна

устройства систем управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб

05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

13 !'ЮН ¿013

005061712

Самара - 2013

005061712

Работа выполнена на кафедре электротехники федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» (СГАУ)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Скворцов Борис Владимирович

Нестеров Владимир Николаевич,

доктор технических наук, профессор,

ОАО «Самарский электромеханический завод»;

Куляс Максим Олегович,

кандидат технических наук,

ООО «Научно-исследовательский центр «ФОРС».

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» г. Самара.

Защита диссертации состоится 27 июня 2013 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д212.215.05 при ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» по адресу: 443086, Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)»

Автореферат разослан 24 мая 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., доцент

/

Востокин С.В.

Актуальность работы

Для защиты внутренней поверхности труб от агрессивного коррозийного и абразивного воздействия, используют силикатно-эмалевое покрытие (шликер), которое способно увеличить срок службы трубопроводов до 50 лет. Применение внутренних силикатно-эмалевых покрытий повышает производительность трубопроводов, на стенках труб не скапливаются отложения, что повышает их пропускную способность.

Существует два основных способа нанесения покрытий на внутреннюю поверхность - распыление шликера с помощью форсунки, движущейся внутри трубы, и способ ее предварительного наполнения с последующим управляемым сливом. Эффективность существующих способов и устройств не удовлетворяет современным требованиям по надежности и метрологическим характеристикам в связи с засорением форсунки и неравномерностью пленки, связанной со сложностью управления скоростью слива в условиях изменяющихся давлений. Известные методы, связанные со смачиванием поверхности трубы, имеют недостаточный диапазон качественного покрытия, что приводит к неравномерности покрытия на концах труб и их непригодности. Работа посвящена созданию и исследованию элементов системы управления нанесением покрытий способом управляемого слива, расширяющие диапазон качественного покрытия. Принимая во внимание существующий уровень достижений, требуемая толщина наносимого покрытия составляет от 100 до 500 мкм, погрешность равномерности не более ±5% от толщины покрытия.

В России проблемами нанесения покрытий на поверхность труб занимались фирмы ОАО «Уральский институт металлов» (г. Екатеринбург), ООО «Эмаль-Ставан» (г. Екатеринбург), ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ» (г. Пенза), за рубежом «Nippon Steel Corp.» (Япония), «Hoechst AG» (Германия) и др.

Работа основывается на трудах Сератинского A.A., Казака К.В., Скворцова Б.В., Борминского С.А. и включает в себя разработку и исследование элементов системы управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб.

Целью работы является разработка и исследование устройств управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность трубы способом управляемого слива, обеспечивающих требуемую равномерность покрытия.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих основных задач.

1. Анализ существующих устройств управления процессом нанесения покрытия на поверхность труб.

2. Разработка и исследование математической модели исполнительного модуля системы управления нанесением покрытия.

3. Исследование пропускной способности шланговой задвижки от управляющего воздействия. Разработка способов и алгоритмов управления нанесения покрытий.

4. Исследование влияния климатических и технологических факторов на характеристики процедуры нанесения покрытия.

5. Разработка структурных, принципиальных схем, алгоритмов и программ модуля обработки информации и управления.

6. Метрологические и экспериментальные исследования макетного и опытного образцов устройства управления, направленные на определение корректности полученных математической и компьютерной модели элементов.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались теория анализа и синтеза информационно-измерительных и управляющих систем, теория погрешностей, методы дифференциального, интегрального и операционного исчислений, дифференциальные уравнения. При моделировании и проведении численных расчетов на ЭВМ использовались математические пакеты МАТНСА1), МАТЬАВ+81МиЫЫК.

Научная новизна

1. Создана математическая модель исполнительного модуля системы управления, преобразующего параметры движения, связывающая скорость шликера с его физическими характеристиками и конструкционными параметрами трубы.

2. Получена аналитическая зависимость, связывающая пропускную способность шланговой задвижки с управляющим сигналом электропривода.

3. Разработана и исследована компьютерная модель, отображающая влияние конструкционных и динамических параметров разработанных элементов на погрешность поддержания скорости движения шликера и равномерность покрытия.

4. Разработана методика анализа неравномерности нанесения покрытий, учитывающая метрологические характеристики элементов системы и параметры технологического режима.

Практическую ценность работы составляют:

1. Опытный образец устройства управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб, обеспечивающий заданную толщину покрытия от 100 до 500 мкм с неравномерностью ±5%.

2. Структурные и функциональные схемы, комплект конструкторской документации модуля обработки информации и управления, созданный с использованием материалов диссертации.

3. Рекомендации по улучшению равномерности наносимого покрытия.

4. Алгоритмы и программы обработки сигналов датчиков и формирования управляющих воздействий модуля обработки информации и управления.

Реализация результатов работы

По результатам работы изготовлено и внедрено устройство управления процессом нанесения покрытий на внутреннюю поверхность труб в ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ» (г. Пенза). Материалы диссертации используются также в учебном процессе СГАУ в курсовом и дипломном проектировании систем управления.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель исполнительного модуля системы управления, преобразующего параметры движения, связывающая скорость шликера с его физическими характеристиками и конструкционными параметрами трубы.

2. Аналитическая зависимость, связывающая пропускную способность шланговой задвижки с управляющим сигналом электропривода.

3. Компьютерная модель, отображающая влияние конструкционных и динамических параметров разработанных элементов на погрешность поддержания скорости движения шликера и равномерность покрытия.

4. Методика анализа неравномерности нанесения покрытий, учитывающая метрологические характеристики элементов системы и параметры технологического режима.

5. Результаты экспериментальных исследований и практической реализации устройства управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб.

Достоверность результатов работы

Достоверность результатов работы определяется экспериментальными исследованиями, подтверждающими основные теоретические положения работы; внедрением разработанного устройства на ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ», г. Пенза.

Апробация работы

Результаты работы доложены на конференциях: Всероссийская научно- . техническая конференция «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» (г.Самара 2009, 2011), Международная научно-техническая конференция «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» «Шляндинские чтения-2010» (г.Пенза 2011), XIX Всероссийская научно-техническая конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике (г.Самара 2011), XIV Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения и информатики» посвященной 75-летию МГУПИ (г. Сочи 2011), Международная конференция «Современные научные достижения» «MODERNIVYMOZENOSNIVEDY» (г. Прага 2013).

Результаты, вошедшие в диссертацию, были отмечены: стипендией Президента Российской Федерации в 2013г., грантом в конкурсе «Молодой ученый СГАУ» (2012), серебряной медалью и дипломом на Seoul International Invention Fair (2011), звездой и дипломом на конкурсе «Инновации в энергетике» в номинации «Успешный инновационный проект» (2010).

Публикации

По результатам исследований и разработок опубликовано 15 работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах (изданиях рекомендованных ВАК РФ), получено 2 патента РФ, 2 положительных решения о выдаче патента на изобретение.

Связь с государственными программами

Работа была выполнена при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013гг.», г/к 14.132.21.1759 от 01.10.2012г. Проект является победителем программы «СТАРТ-2011».

Личный вклад автора

Все результаты, изложенные в диссертации, получены автором лично, либо при его определяющем личном участии.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 150 страницах текста, включает 74 рисунка и 10 таблиц. Список литературы состоит из 72 наименований и приложений на 13 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложены цель и задачи исследований, приведены основные положения, выносимые на защиту, дана краткая характеристика диссертационной работы.

В первой главе дан обзор и приведена классификация покрытий, используемых при изоляции труб. Дан аналитический обзор и приведена классификация методов и устройств нанесения жидких покрытий. Из существующих методов наиболее эффективным и экономичным является способ, связанный с управлением скоростью движения материала покрытия в полости трубы. Определены требования к совре-

Ко - требуемая скорость движения шликера, и - управляющий сигнал для электропривода, х - механическое воздействие электродвигателя на шланговую задвижку Рисунок 1 - Структурная схема устройства [13].

- —

К т і /

-2Я

\ 2г» 1

н "1

_ _

1 - покрываемая труба, 2 - шланговая задвижка, х - механическое воздействие электродвигателя на задвижку, ,!>/ - площадь сечения пропускного отверстия задвижки,

площадь сечения трубы Рисунок 2 - Иллюстрация к математической модели

менным устройствам нанесения покрытия, главное из которых то, что неравномерность не должна превышать ±5% от толщины покрытия, составляющей 100-500мкм. Приведены основные базовые конструкции, на основе которых проводятся дальнейшие теоретические исследования.

На рисунке 1 приведена структурная схема, иллюстрирующая принцип действия устройства. Сначала через впускной вентиль в трубу закачивается шликер, затем осуществляется его слив через шланговую задвижку. Датчик уровня осуществляет измерение текущего значения уровня шликера в трубе. По команде модуля обработки информации электропривод управляет задвижкой таким образом, чтобы стабилизировать скорость движения шликера в трубе, что обеспечивает равномерность нанесения покрытия на ее внутренней стенке. Определены основные проблемы, связанные с теоретическим анализом элементов системы управления. В главе приведены также другие запатентованные схемы устройства с управляемым процессом налива, использованием акустического датчика уровня, а так же с циркуляцией шликера [13-16].

Во второй главе проведено математическое моделирование исполнительного модуля (рисунок 2), который вместе с задвижкой являются основными элементами устройства управления. В общем случае толщина покрытия зависит от скорости движения жидкости и ее температуры 0=/?(К,Г), поэтому необходимо изучить исполнительный модуль, состоящий из трубы и движущегося в ней шликера.

Скорость слива определяет толщину покрытия при разных размерах трубы, плотности и вязкости жидкости. Целью математического моделирования является поиск уравнений, связывающих скорость V движения жидкости с ее высотой Н отно-

сительно размеров сливного отверстия, при известной плотности жидкости и параметров трубы. Управление скоростью слива осуществляется изменением радиуса и формы сливного отверстия.

При выводе математической модели принято допущение, что жидкость несжимаема. На основе динамических уравнений движения тела с переменной массой под действием внешних сил, которые складываются из силы тяжести и силы сопротивления, получена система уравнений (1):

dV_ = g(Ca)2 _ V^-(Ca)2) kgH2(Ca)2 (0,73% | 50^ , ¿tf V Н RV у R + VR ) > С1)

v = dJL dt

где при /=0 Н= 0 V=Vmax, при Н=Нт V=0, g=9,8м/с2 - ускорение свободного падения, tj,~ri/p - кинематическая вязкость [м2/с], Кэ - эквивалентная абсолютная шероховатость (определяется из таблиц), ae[0..l] - пропускная способность шланговой за-

г2

движки, С = ——^—— - коэффициент поправки на конструкционные особенности Д2+г02

сливной задвижки, г0 - радиус открытого сливного отверстия, R — радиус покрываемой трубы, к - коэффициент, учитывающий сопротивление движению шликера после сливной задвижки, определяемый экспериментально [1/м]. Результат решения получен численными методами в программе MATHCAD и показан на рисунке 3. Анализ графиков показал, что скорость зависит от высоты столба жидкости.

В главе приведены также графики зависимости скорости слива и изменения уровня во времени. Математическая модель (1) позволяет исследовать влияние на слив таких параметров, как соотношение радиусов сливной задвижки и трубы, вязкости ма-

V.m/C

Н.м

Рисунок 3 - Графики зависимости скорости от высоты при разных степенях открытия задвижки, при Д=0,1м, г0=0,02 м. ЛГз=Ю"8м,

rjK =10 м2/с

териала, абсолютной шероховатости поверхности трубы. Выявлены зависимости между скоростью движения жидкости от параметров технологического процесса.

Проведено компьютерное моделирование устройства управления в динамическом режиме в программе МАТЬАВ + ЗГМиЫЫК. Для этого разработана функциональная схема, приведенная на рисунке 4. Здесь определены функции преобразования каждого блока. Модуль обработки информации и управления представлен звеном 1. Ко - заданное оператором значение требуемой скорости движения жидкости.

______________________________Модуль

Г

IV,

и

1Г,

1,2

\¥22

ш

Ль

м

ж,

н

IV,

Ф)

т

^СШ'

Р(0

обработки информации и управления преобразует текущую высоту в скорость, что учитывается использованием блока Щ3 =р, в нем

Рисунок 4 — Функциональная схема устройства же происхо-

дит сравнение эталонной скорости движения материала и реальной скоростью в трубе и(АУ)=и(У0)-и(У). Блок IV 1л реализует способ обработки разностного сигнала СП-регулирование, ПИ-регулирование, ПИД-регулирование). \\\ ,2- блок коррекции, входящий в состав регулятора, используется для достижения максимально равномерного покрытия. На первоначальном этапе выбран режим пропорционального регулирования,

Звено 2 связывает входной сигнал электродвигателя с перемещением х траверса сливной задвижки и описывается передаточной функцией Ш2{р)=к21р{Т^р+\~). Звено

3 связывает пропускную способность шланговой задвижки а с механическим воздействием двигателя. В схеме в блок задвижки включены так же ограничитель и зона нечувствительности, которые определяются максимальным диаметром шланга в задвижке и его деформацией.

Труба моделируется звеном 4, состоящем из двух блоков с локальной обратной связью, где функция преобразования первого звена У=^Н,а), является результатом решения системы уравнений (2), заданную в модели в табличной форме. Сигнал высоты для звена формируется интегрирующим блоком 1¥4=кц/р, значение которого подается на второй вход АН,а). Звено 5 моделирует датчик уровня, материала в трубе и имеет передаточную функцию 1¥5-к5. Чувствительность датчика определяется коэффициентом к5. Блоки 6 и 7 используются для вычисления интегральной оценки качества процедуры регулирования. Результаты расчета компьютерной модели при разных скоростях У0, приведены на рисунке 5, где наглядно иллюстрируется изменение скорости по длине трубы.

Стабильный участок соответствует равномерному нанесению покрытия. Максимальное расширение стабильного участка является основной задачей исследований.

Проведены исследования влияния параметров элементов системы на динамический режим регулирования. Показано, что для системы наилучшим образом подхо-

У, м/с I 0,7 0,6 0.5 0.4 0,3 0,2 0,1

А У0=0,5

Л ''о =0,4

г0=о.з

V" У„=0,2

-

дит режим П-регулирования, возрастание постоянной времени двигателя приводит к перерегулированию в переходном процессе, при малых значениях чувствительно сти датчика уровня процесс не выходит на стабильный режим. В третьей главе разработана функциональная и принципиальная схемы модуля обработки информации и управления, основной которого является микроконтроллер А1те1 АТК^а8535,

который осуществляет

У0 =0'6 управление, сбор и обработку информации. Проведен обзор электромеханических приводов и регулирующих клапанов, по результатам которого были выбраны привод ЯЛ-БИ.421312.014 и шланговая задвижка П98010-080П-04.

Исследована математическая модель шланговой задвижки, элемента системы управления, регулирующей поток жидкости путем сдавливания эластичного канала, что изменяет геометрические параметры пропускного отверстия. В ней под действием винта от управляющего двигателя происходит смещение траверса, тем самым изменяется площадь сечения пропускного отверстия. Сечение при сжатии принимает форму эллипса, а максимальная пропуская способность достигается при отсутствии деформации и определяется площадью окружности.

На основе неизменности длины окружности эллипса, определяемого эллиптическим интегралом второго рода, получена аналитическая зависимость, связывающая пропускную способность шланговой задвижки с управляющим сигналом

электропривода (рисунок 6).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 Нл Рисунок 5 - Зависимость скорости течения материала от высоты столба жидкости при разных значениях Уо

1\

1

0,9 0,8 0.7 0.6 0,5 0.4 0.3 0,2 0,1

г- 0,05

г'0.2

г-0,25

0

0,025 0,05 0,075 0.1 0.125 0,15 0,175 0,2 0,225 0,25 т „

Рисунок 6 - Зависимость пропускной способности шланговой задвижки а от перемещения х траверса при различных размерах сливного отверстия

а =

2лгх-2,509х

, (2)

3,672г0

где х - перемещение траверса, г0 - радиус отверстия задвижки до деформации.

Разработан алгоритм функционирования, включающий в себя режимы автоматического, ручного и дистанционного управления нанесением покрытия, который реализован в программе модуля обработки информации и управления. Кроме основных алгоритмов регулирования предусмотрены тестирование элементов и про-

верка работоспособности устройства.

В четвертой главе рассмотрена структура погрешностей и сформулирована задача метрологических исследований, заключающаяся в обеспечении нанесения покрытия нужной толщины с заданной равномерностью. Параметры режима задаются технологической таблицей или графиком, показанном на рисунке 7.

В процессе нанесения о, мкм Г-'2-> Г покрытия

400

решались две Т-21 х: метрологические задачи: Т=20_х:_ максимальное отклонение толщины покрытия от эталонного значения по всей длине трубы не должно превышать заданной величины; неравномерность толщины покрытия по длине трубы не должна превышать заданной величины. В общем случае абсолютная погрешность измерения определится по формуле:

350

300 "

250

200

150

100

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0.45 0,5 у,м/с Рисунок 7 - Зависимость толщины покрытия от скорости движения шликера внутри трубы при различных температурах

Д£>

_ дР(У,Т) дУ

дТ

(3)

где D=F(F,7) - функция зависимости толщины покрытия от скорости движения материала и его температуры, в общем случае задаваемой в табличном виде и представленной на рисунке 7, Д У, ДТ- отклонения от заданного режима.

Выражение (3) определяет суммарное отклонение толщины покрытия от эталонного значения. Первое слагаемое определяет основную погрешность, связанную с неточностью поддержания требуемой скорости движения шликера. Второе слагаемое — дополнительную погрешность, связанную с неточностью поддержания температуры в технологическом режиме.

Выражение (3), записанное в конечно-разностной форме, позволяет вычислить абсолютную погрешность толщины покрытия при отклонениях от заданного технологического режима на величины АУи Л Г.

Абсолютное значение основной погрешности, определяемой при фиксированной температуре 7} по формуле, полученной в результате аппроксимации степенным полиномом функции заданной в табличной форме:

« ЦЫ^Уут .

дУ 1> > Г >

АО = -

(4)

Дополнительная температурная погрешность АОТ определяется вторым слагаемым в выражении (3) при фиксированной скорости Р) аналогичным методом:

дт - к=1

(/./') - параметры табличнозаданной функции (1).

(5)

Динамическая погрешность иллюстрируется графиком зависимости текущего

отклонения реальной скорости от эталонной, показанным на рисунке 8. Расширение диапазона -=- Н2 достигается минимизацией интегрального квадрати-ческого критерия, определяемого выражениями: Н

S = J АУ2(н,кьк5}(н, S = /(^Дз)-* min . О

¿ущ,т\

(6)

где

к, е [0,05..0,23], к5 е [0,5..2,5].

Минимизацией выражения (6) при изменении пара-

Рисунок 8 - Зависимость текущей динамической погрешности автома- метров элемен-тического регулирования скорости от высоты тов системы

регулирования определен максимально возможный диапазон качественного нанесения покрытия по длине трубы.

Предложены конструкционный и программный методы повышения равномерности нанесения покрытия. На рисунке 9 приведена схема, обобщающая конструкционные методы, которая позволяет повысить равномерность нанесения покрытия. Так как текущий уровень одновременно определяется двумя датчиками, акустическим 1 и гидростатическим 13, с контролем текущей температуры материала датчиком 14 и циркуляцией шликера, позволяет снизить погрешность измерения уровня на границах трубы.

По структурной схеме на рисунке 9 разработана компьютерная динамическая модель с термокомпенсацией в среде MATLAB+SIMULINK, по которой проведены расчеты режима регулирования при разных температурах (рисунок 10).

Для обеспечения стабильной толщины покрытия (рисунок 10) необходимо изменять установочное значение скорости V0 при изменении температуры материала. При номинальном значении температуры Tij=Tp=18"C, К'о=Ко=0,Зм/с. При изменении температуры автоматически изменяется установленное значение, например, при Тр=17°С, V'o=0,27м/с, при Тр=20°С, V'o=0,39м/с. Определено, что при постоянной температуре для обеспечения толщины покрытия с погрешностью требуется поддерживать скорость с погрешностью 4%.

Оптимизация процесса регулирования по 'минимуму интегральной квадратичной оценки каче-

1 - акустический датчик уровня;

2 - переходная насадка; 3 - микропроцессорное устройство обработки и управления;

4 - покрываемое изделие;

5 - гидравлический канал;

6 - коллектор; 7 - электромеханический привод; 8 - сливная задвижка; 9 - отсекающий клапан;

10 - насосный агрегат; 11 - блок управления насосным агрегатом; 12 - реактор; 13 - гидростатический датчик уровня; 14 - датчик температуры Рисунок 9 - Структурная схема устройства, обобщающая конструкционные методы повышения точности и эффективности нанесения

Рисунок 10 - Зависимость скорости от высоты при разных температурах для обеспечения постоянной толщины покрытия 285мкм

12

ства по специально разработанной методике с использованием сигналов S(t) и P(t) блоков 6 и 7 динамической модели (рисунок 4) позволила определить оптимальные значения коэффициентов П-регулирования к\ и чувствительности датчика уровня к5.

В пятой главе описаны экспериментальные исследования, целью которых являлись подтверждение основных теоретических результатов, оценка метрологических и эксплуатационных характеристик устройства в целом. При этом решались следующие задачи: разработка стенда и программы испытаний, методики обработки результатов; проведение испытаний отдельных блоков устройства, всей системы в целом в лабораторных и производственных условиях.

Проведено экспериментальное исследование процедуры слива жидкости из наполненной трубы на предмет соответствия ее математической модели, причем сравнительный анализ экспериментальных и теоретических кривых показал их взаимное соответствие с погрешностью не превышающей 15%, что подтверждает правильность математической модели (1). Исследования характеристик электромеханического привода и шланговой задвижки подтвердили корректность функции преобразования (2) с погрешностью 10%.

Проведены испытания макетного образца, в состав которого входит труба диаметром 0,1 м, длиной 4 м, впускной вентиль, шланговая задвижка П98010-080П-04, блок управления на основе микроконтроллера фирмы Atmel ATMega8535, датчик давления МРХ 5700 фирмы Motorola, отсекающая аппаратура, подводящие шланги, коммутационная аппаратура (рисунок 11). Испытания проводились на воде.

Результаты эсперимента на воде показали общую работоспособность разработанного устройства, подтвердили адекватность компьютерной модели в целом. Создан опытный образец устройства управления, который внедрен в ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ», где проведены испытания с реальными покрытиями на шликере марки ЭСБТ-12. Рисунок 11-Макетный образец системы Проведены испытания опытного об-

нанесения покрытия на внутреннюю по- разца, в процессе которых ставилась зада-верхность трубы ча нанесения пленки толщиной 265 мкм.

В идеальном режиме процессу соответствует Г=18 °С, К=0,15 м/с. Реальные условия эксперимента отличались от эталонных, так как температура материала составляла 18,7 °С. Эксперимент проводился для трубы радиусом 0,05 м, материала вязкостью 10"5м2/с. Экспериментально полученная зависимость скорости от высоты приведена на рисунке 12.

Анализ графика показывает, что при отличии эталонной и реальной температур на 0,7 °С, для обеспечения нужной толщины покрытия скорость отклонилась от эталонной на 0,03 м/с и составила 0,18 м/с.

Это подтверждает эффективность термокомпенсации и жизнеспособность разработанной модели устройства управления.

В результате испытаний получены следующие технические характеристики, приведенные в таблице 1.

Таблица 1 — Технические характеристики устройства управления нанесением покрытий

Наименование Значение

Длина труб для нанесения покрытий 2,0-12,0м

Диаметр труб 40-500 мм

Толщина покрытия 100-500 мкм

Погрешность равномерности толщины ±5%.

Диапазон рабочих температур окружающей среды +5 - + 70С°

Температура материала покрытия + 17- + 22С"

Напряжение питания -220 В

Индикация скорости течения цифровая,4 знака

Относительная влажность 30 - 100 %

Исполнение стационарное

Возможность интеграции в информационную систему предприятия есть

Оперативная калибровка под требуемые режимы покрытия есть

Помимо улучшения равномерности нанесения покрытия разработанное устройство позволяет повысить культуру и производительность труда, получить экономический эффект.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертации предложены методы анализа и синтеза устройств управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб. Получены следующие результаты.

1. Разработаны способ и устройства управления нанесением покрытий, основанные на управляемом движении шликера внутри трубы, защищенные патентами РФ.

2. Создана математическая модель исполнительного модуля системы управления, преобразующего параметры движения, связывающая скорость шликера с его физическими характеристиками и конструкционными параметрами трубы, позво-

V, м/с 0,25 0,2

0,15 0,1 0,05

е

[

<

\

і

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 Н,м Рисунок 12 - Экспериментальное исследование процесса регулирования

ляющая исследовать влияние различных факторов на процесс слива, в частности пропускной способности задвижки, вязкости, температуры, шероховатости трубы.

3. Разработана и исследована компьютерная модель, отображающая влияние конструкционных и динамических параметров разработанных элементов на погрешность поддержания скорости движения шликера и равномерность покрытия. Показано, что увеличение постоянных времени элементов устройства управления и увеличение чувствительности датчика уровня, приводит к недопустимому перерегулированию, при сохранении общей устойчивости системы. Уменьшение чувствительности датчика уровня приводит к недостижению заданной скорости слива.

4. Разработаны функциональная и принципиальная схемы модуля обработки информации и управления на основе программируемого контроллера и алгоритмы его функционирования, включающие в себя режимы автоматического и ручного управления процедурой нанесения покрытия.

5. Получена аналитическая зависимость, связывающая пропускную способность шланговой задвижки с управляющим сигналом электропривода, которая носит нелинейный характер и имеет максимальную чувствительность вначале диапазона преобразования.

6. Разработана методика анализа неравномерности покрытия, основных, дополнительных и суммарной погрешностей, позволяющая определить абсолютную погрешность толщины покрытия при известных отклонениях параметров реального режима нанесения покрытия по скорости и температуре от идеального. Получены аналитические выражения, определяющие требования к элементам системы управления по метрологическим параметрам, а также напрямую исследовать влияние температуры на скорость движения шликера в трубе и на толщину покрытия. Средний коэффициент влияния температуры на скорость движения шликера в трубе составляет 2,6-10"4 [м/с °С], на толщину покрытия при постоянной скорости 20 [мкм/ °С]. Показано, что для обеспечения толщины покрытия с погрешностью ±5% требуемая скорость при постоянной температуре должна поддерживаться с погрешностью ±4%.

7. Определено, что повышение равномерности покрытия связано с конструкционными, программными и комбинированными методами, основными из которых являются: управление процессом наполнения трубы, циркуляция наливаемого продукта, введение дополнительных устройств измерения уровня, введение поправки на температуру измеряемой пробы, оптимизация процесса регулирования по интегральному критерию качества.

8. Разработаны стенд и методика испытаний, изготовлены макетный и опытный образцы устройства управления нанесением покрытий. Эксперименты подтвердили корректность основных теоретических положений, описывающих элементы системы, адекватность полученных математической и компьютерной моделей, а также алгоритмов функционирования модуля обработки информации и управления. Определены метрологические и эксплуатационные характеристики устройства, которые обеспечивают толщину покрытия от 100 до 500 мкм с погрешностью ±5%.

9. Внедрен опытный образец устройства управления в технологическую линию ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ», г. Пенза, где успешно эксплуатируется в течение года. Материалы диссертации используются также в учебном процессе СГАУ в курсовом и дипломном проектировании.

Основное содержание диссертации опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Скворцов, Б.В., Голикова, М.И. Математическое моделирование регулируемого слива вязкой жидкости из вертикальной трубы [Текст] / Б.В. Скворцов, М.И. Голикова // «Известия Самарского научного центра РАН». 2012. - том 14. - №4. - С. 288-292.

2. Скворцов, Б.В., Голикова, М.И. Исследование процесса регулирования движения жидкости в системе нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы [Текст] / Б.В. Скворцов, М.И. Голикова//«Датчики и системы». - 2013. №3 - С.9-13

3. Скворцов, Б.В., Голикова, М.И., Скотников, Д.А. Математическое моделирование распространения направленных импульсных сигналов в поглощающих средах [Текст] / Б.В. Скворцов, М.И. Голикова, Д.А. Скотников // «Авиакосмическое приборостроение». 2010. -№12 - С. 28-32.

4. Скворцов, Б.В., Голикова, М.И., Скотников, Д.А. Постановка задачи импульсной селективной модификации среды [Текст] / Б.В. Скворцов, М.И. Голикова, Д.А. Скотников // «Известия Самарского научного центра РАН». - 2011. - том 13. - №4 -С. 117-119.

В других изданиях:

5. Борминский, С.А., Голикова, М.И. Устройство автоматического управления процессом нанесения шликера на внутреннюю поверхность трубы [Текст] / С.А. Борминский, М.И. Голикова // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций», г. Самара, 2009 г.

6. Скворцов, Б.В., Борминский, С.А., Голикова, М.И. Система автоматического контроля и управления процессом нанесения эмали на внутреннюю поверхность трубы [Текст] / Б.В. Скворцов, С.А. Борминский, М.И. Голикова // Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» «Шляндинские чтения -2010», г. Пенза, 2010 г.

7. Голикова, М.И. Экспериментальные исследования и модернизация устройства управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность трубы [Текст] / М.И. Голикова // Сборник трудов всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций», г. Самара, 2011 г.

8. Скворцов, Б.В., Голикова, М.И., Шатерников, C.B. Математическое моделирование распространения направленных импульсных сигналов в системах диагностики сред и объектов [Текст] / Б.В. Скворцов, М.И. Голикова, C.B. Шатерников // Тезисы докладов XIX Всероссийской научно-технической конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике, г. Самара, 2011 г.

9. Скворцов, Б.В., Борминский, С.А., Голикова, М.И. Методы и алгоритмы управления процессом нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы [Текст] / Б.В. Скворцов, С.А. Борминский, М.И. Голикова// Сборник трудов XIV международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения и информатики» посвященной 75-летию МГУПИ, г. Сочи, 2011 г.

10. Скворцов, Б.В., Борминский, С.А., Голикова, М.И., Малышева-Стройкова, А.Н. Экспериментальные исследования системы автоматического нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы[Текст]/ Б.В. Скворцов, СА. Борминский, М.И. Голикова, А.Н. Малышева-Стройкова // Вестник Самарского отделения Поволжского центра Метрологической Академии России «Информационные, измерительные и управляющие системы». - 2012. - №12. - С. 27-32

11. Скворцов, Б.В., Голикова, М.И. Компьютерное моделирование системы автома тического управления нанесением покрытия на внутреннюю поверхность трубь [Текст] / Б.В. Скворцов, М.И. Голикова// Materiäly IX mezinärodni vedecko-praktick konference «MODERNi VYMOZENOSTI VEDY - 2013». - Dil 76 Technicke vgdy. P. 83-88, Praha, 2013.

12. Пат. 106850 Российская Федерация, МПК7В05С7/08. Устройство нанесения изолирующих покрытий на внутреннюю поверхность трубы [Текст]/ Скворцов Б.В., Борминский С.А., Голикова М.И.; заявитель и патентообладатель Скворцов Б.В., Борминский С.А., Голикова М.И.- 2011106716/05; заявл. 22.02.11; опубл. 27.07.11, Бюл. №21.13. Пат. 96793 Российская Федерация, МПК7В05С11/10. Устройство нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы [Текст]/ Скворцов Б.В., Борминский С.А., Голикова М.И.; заявитель и патентообладатель СГАУ.-2010114883; заявл. 13.04.10; опубл. 20.08.10, Бюл. №23.

14. Заявка 2010116734 Российская Федерация, МПК7В05С11/10. Способ нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы [Текст]/ Скворцов Б.В., Борминский С.А., Голикова М.И., Сератинский A.A., Риккер В.И.; заявитель и патентообладатель Скворцов Б.В., Борминский С.А., Голикова М.И., Сератинский A.A., Риккер В.И. - 2010116734; приоритет 27.04.2010г.

15. Заявка 2011154418 Российская Федерация, МПК7В05С7/08. Система автоматического управления нанесением изолирующего покрытия на внутреннюю поверхность изделий цилиндрической формы [Текст]/ Скворцов Б.В., Борминский С.А., Голикова М.И.; заявитель и патентообладатель ООО «Аналитические приборы и системы» - 2011154418; приоритет 29.12.2011г.

* Фамилия- автора изменена с Голиковой на Зарецкую в соответствии со свидетельством о регистрации брака №559312 от 14 февраля 2013г.

Подписано в печать 20.05.2013г. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинала-макета заказчика 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34, СГАУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

УСТРОЙСТВА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НАНЕСЕНИЕМ ПОКРЫТИЙ НА ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБ

05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

На правах рукописи

04201360164

Зарецкая Маргарита Игоревна

ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЁНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Научный руководитель, д.т.н., профессор Скворцов Б.В.

Самара - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................................................................................5

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБ.........................................12

1.1 Обзор покрытий, используемых при изоляции труб и методы контроля их качества...........................................................................................................................12

1.2 Аналитический обзор методов и устройств управления нанесением покрытий на поверхность труб......................................................................................................21

1.3 Требования к современным устройствам управления процессом нанесения покрытий на поверхность труб....................................................................................31

1.4 Модификация способов и конструкций устройств нанесения покрытий на внутреннюю поверхность труб....................................................................................32

1.5 Теоретические проблемы построения устройств нанесения покрытия на

поверхность труб...........................................................................................................39

Выводы по главе 1.........................................................................................................40

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБ...............42

2.1 Математическое моделирование исполнительного модуля системы управления ..........................................................................................................................................42

2.2 Исследование влияния параметров исполнительного модуля системы управления на скорость движения шликера...............................................................50

2.3 Моделирование системы управления нанесением покрытия в динамическом режиме.............................................................................................................................56

2.4 Исследования влияния параметров элементов системы на процесс управления

..........................................................................................................................................61

Выводы по главе 2.........................................................................................................67

3 ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА И СХЕМОТЕХНИКА УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ

ТРУБ................................................................................................................................68

3.1 Функциональная схема модуля обработки информации и управления............68

3.2 Выбор и технические характеристики элементной базы....................................69

3.3 Шланговая задвижка, как элемент системы управления.....................................76

3.4 Алгоритм и программа работы модуля обработки информации и управления84 Выводы по главе 3.........................................................................................................85

4 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ И МЕТОДОВ

НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБ.........................................88

4.1 Структура погрешностей. Математическая постановка задачи

метрологических исследований...................................................................................88

4.2. Основные погрешности устройства управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб....................................................................................95

4.3 Дополнительные и динамические погрешности устройства управления нанесением покрытий на поверхность труб.............................................................101

4.4 Методы повышения точности и эффективности устройства управления

нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб......................................108

Выводы по главе 4.......................................................................................................121

5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ НАНЕСЕНИЕМ

ПОКРЫТИЯ.................................................................................................................123

5.1 Цель и основные задачи экспериментальных исследований............................123

5.2.Экспериментальные исследования отдельных элементов устройства управления нанесением покрытия.............................................................................126

5.3 Испытания макетного образца устройства управления нанесением покрытия ........................................................................................................................................130

5.4 Испытания опытного образца устройства управления......................................133

Выводы по главе 5.......................................................................................................140

Заключение...................................................................................................................141

Список литературы......................................................................................................143

Приложение А..............................................................................................................151

Приложение Б...............................................................................................................154

Приложение В..............................................................................................................158

Приложение Г...............................................................................................................159

Приложение Д..............................................................................................................160

Приложение Е..............................................................................................................161

Приложение Ж.............................................................................................................162

Приложение И..............................................................................................................163

ВВЕДЕНИЕ

Для защиты внутренней поверхности трубы от агрессивного коррозийного и абразивного воздействия транспортируемого продукта, используют силикатно-эмалевое покрытие (шликер). Такое покрытие способно увеличить срок службы трубопровода до 50 лет. Применение внутренних силикатно-эмалевых покрытий повышает производительность трубопроводов, на стенках труб не скапливаются отложения, что повышает их пропускную способность. Гидравлическое сопротивление и потери давления по сравнению с трубой без покрытия уменьшаются в 1,5 раза. Это позволяет уменьшать диаметр трубопроводов и снижать их металлоемкость в 1,2 раза. Силикатно-эмалевое покрытие рекомендуется для защиты от коррозии внутренней поверхности труб при перекачке как углеводородных, так и пищевых продуктов, что практически неограниченно расширяет рыночные возможности предлагаемой технологии.

Существует два основных способа нанесения покрытий на внутреннюю поверхность - распыление шликера с помощью форсунки, движущейся внутри трубы, и способ ее предварительного наполнения с последующим управляемым сливом. Эффективность существующих способов и устройств не удовлетворяет современным требованиям по надежности и метрологическим характеристикам в связи с засорением форсунки и неравномерностью пленки, связанной со сложностью управления скоростью слива в условиях изменяющихся давлений. Работа посвящена исследованию и развитию устройств нанесения покрытий способом управляемого слива и их технической реализации.

Технология нанесения на трубы трехслойного полипропиленового покрытия к настоящему времени отработана и реализована на Московском трубозаготовительном комбинате, на Выксунском, Волжском и Челябинском трубных заводах. Для нанесения на трубы эпоксидных покрытий используются порошковые краски, содержащие в своем составе эпоксидные смолы, отвердитель, активатор, пигмент, инертные наполнители и другие добавки. Процесс нанесения эпоксидного покрытия включает: абразивную очистку,

технологический нагрев труб до 220-230°С, напыление порошковой краски с помощью пистолетов-распылителей и отверждение нанесенного защитного покрытия. Нанесение на трубы заводских эпоксидных покрытий освоено на ОАО «Волжский трубный завод», ОАО «Выксунский металлургический завод», ООО «Трубопласт», г. Екатеринбург. В качестве противокоррозионного покрытия труб с наружным теплоизоляционным пенополиуретановым покрытием заводские эпоксидные покрытия применяются на предприятиях ЗАО «Мосфлоулайн» (МОЭ ТЗК), г. Москва, ЗАО «ТВЭЛ-Теплоросс», г. Санкт-Петербург, ЗАО «Сибпром-комплект», г. Тюмень. Волжский трубный завод осуществляет нанесение на трубы наружных защитных антикоррозийных покрытий с 1977г.

Аналогичные технологии покрытий применяются на ведущих металлургических заводах Германии, Великобритании, США. В том числе имеется установка \VIWA БиоМ1х 230РС (Германия). Принцип ее действия основан на движении распыляющей форсунки относительно тела трубы. Такой метод нанесения ненадежен, так как материал покрытия забивает отверстия форсунки. Так же используемый метод неэкономично расходует дорогостоящий материал покрытия. Применение форсунки дает возможность нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб только большого диаметра. Стоимость известной установки 1 350 ООО рублей без пуско-наладки.

Целью работы является разработка и исследование устройств управления нанесением покрытия на внутреннюю поверхность трубы способом управляемого слива, обеспечивающих требуемую равномерность покрытия.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих основных задач.

1. Анализ существующих устройств управления процессом нанесения покрытия на поверхность труб.

2. Разработка и исследование математической модели исполнительного модуля системы управления нанесением покрытия.

3. Исследование пропускной способности шланговой задвижки от управляющего воздействия. Разработка способов и алгоритмов управления нанесения покрытий.

4. Исследование влияния климатических и технологических факторов на характеристики процедуры нанесения покрытия.

5. Разработка структурных, принципиальных схем, алгоритмов и программ модуля обработки информации и управления.

6. Метрологические и экспериментальные исследования макетного и опытного образцов устройства управления, направленные на определение корректности полученных математической и компьютерной модели элементов.

В последнее время появился ряд работ, посвященных нанесению покрытия на поверхность трубы. Однако они не охватывают весь комплекс проблем, связанных с решением поставленных задач. В частности, недостаточно исследованы вопросы, связанные с управлением скоростью потока в условиях изменяющихся давлений, температурным изменением плотности и вязкости, оптимизацией процесса регулирования. В России проблемами нанесения покрытий на поверхность труб занимались фирмы ОАО «Уральский институт металлов» (г. Екатеринбург), ООО «Эмаль-Ставан» (г. Екатеринбург), ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ» (г.Пенза), за рубежом «Nippon Steel Corp.» (Япония), «Hoechst AG» (Германия) и др.

Работа основывается на трудах Сератинского A.A., Казака К.В., Скворцова Б.В., Борминского С.А. и включает в себя разработку и исследование элементов системы управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб. В работе уделено внимание теоретическому исследованию движения вязких жидкостей в трубе и выявлению их зависимости от технологических параметров. Наряду с этим рассмотрены информационно-метрологические характеристики систем управления нанесением покрытия, варианты их конкретной реализации и практического применения.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались теория анализа и синтеза

информационно-измерительных и управляющих систем, теория погрешностей, методы дифференциального, интегрального и операционного исчислений, дифференциальные уравнения. При моделировании и проведении численных расчетов на ЭВМ использовались конструкторские и математические пакеты МАТНСАБ, а также МАТЬАВ+БШиЫКК.

Научная новизна

1. Создана математическая модель исполнительного модуля системы управления, преобразующего параметры движения, связывающая скорость шликера с его физическими характеристиками и конструкционными параметрами трубы.

2. Получена аналитическая зависимость, связывающая пропускную способность шланговой задвижки с управляющим сигналом электропривода.

3. Разработана и исследована компьютерная модель, отображающая влияние конструкционных и динамических параметров разработанных элементов на погрешность поддержания скорости движения шликера и равномерность покрытия.

4. Разработана методика анализа неравномерности нанесения покрытий, учитывающая метрологические характеристики элементов системы и параметры технологического режима.

Практическую ценность работы составляют:

1. Опытный образец устройства управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб, обеспечивающий заданную толщину покрытия от 100 до 500 мкм с неравномерностью ±5%.

2. Структурные и функциональные схемы, комплект конструкторской документации модуля обработки информации и управления, созданный с использованием материалов диссертации.

3. Рекомендации по улучшению равномерности наносимого покрытия.

4. Алгоритмы и программы обработки сигналов датчиков и формирования управляющих воздействий модуля обработки информации и управления.

Реализация результатов работы

По результатам работы изготовлено и внедрено устройство для

автоматического управления процессом нанесения покрытий на внутреннюю поверхность трубы в ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ» (г. Пенза). Материалы диссертации используются также в учебном процессе СГАУ в курсовом и дипломном проектировании систем управления.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель исполнительного модуля системы управления, преобразующего параметры движения, связывающая скорость шликера с его физическими характеристиками и конструкционными параметрами трубы.

2. Аналитическая зависимость, связывающая пропускную способность шланговой задвижки с управляющим сигналом электропривода.

3. Компьютерная модель, отображающая влияние конструкционных и динамических параметров разработанных элементов на погрешность поддержания скорости движения шликера и равномерность покрытия.

4. Методика анализа неравномерности нанесения покрытий, учитывающая метрологические характеристики элементов системы и параметры технологического режима.

5. Результаты экспериментальных исследований и практической реализации устройства управления нанесением покрытий на внутреннюю поверхность труб.

Достоверность результатов работы

Достоверность результатов работы определяется экспериментальными исследованиями, подтверждающими основные теоретические положения работы; дипломами и медалями, полученными на различных международных и всероссийских выставках; внедрением разработанной системы на ОАО «НЕГАСПЕНЗАПРОМ» г. Пенза.

Апробация работы

Результаты работы доложены на конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» (г. Самара 2009, 2011), Международная научно-техническая конференция «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» «Шляндинские чтения-2010» (г.Пенза 2011),

XIX Всероссийская научно-техническая конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике (г. Самара 2011), XIV Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения и информатики» посвященной 75-летию МГУПИ (г. Сочи 2011), Международная конференция «Современные научные достижения» « MODERNI VYMOZENOSNI VEDY», (г. Прага 2013).

Результаты, вошедшие в диссертацию, были отмечены: стипендией Президента Российской Федерации в 2013г., грантом в конкурсе «Молодой ученый СГАУ» (2012), серебряной медалью и дипломом на Seoul International Invention Fair (2011), звездой и дипломом на конкурсе «Инновации в энергетике» в номинации «Успешный инновационный проект» (2010).

Публикации

По результатам исследований и разработок опубликовано 15 работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах (изданиях рекомендованных ВАК РФ), получено 2 патента РФ и 2 положительных решения на выдачу патента на изобретение.

Связь с государственными программами

Работа была выполнена при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 20092013гг.», г/к 14.132.21.1759 от 01.10.2012г. (мероприятие 1.3.2). Проект является победителем программы «СТАРТ-2011».

Личный вклад автора

Все результаты, изложенные в диссертации, получены автором лично, либо при его определяющем личном участии.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 150 страницах текста, включает 74 рисунка и 10 таблиц. Список литературы состоит из 72 наименований и приложений на 13 страницах.

и

Диссертация является результатом исследований, проведенных автором в научно-исследовательской лаборатории «Аналитические приборы и системы» Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева. Выражаю благодарность за участие в выполнении исследований своим коллегам и соавторам: Скворцову Б.